§ 168. Получение пучков заряженных частиц
В газоразрядной трубке (см. ниже) навстречу друг другу движутся потоки электронов и положительных ионов. Чтобы получить ионный луч, т. е. пучок ионов, движущихся в одном направлении, можно сделать отверстие (канал) в катоде. Большая часть ионов, попадающих в отверстие, пройдет через него и далее будет двигаться по инерции. Эти пучки под именем каналовых или закатодных лучей были известны физикам еще в прошлом веке. Подобный способ получения ионного потока сохраняет свою силу и сейчас. Вещество переводится в газообразное состояние, молекулы его ионизуются и далее положительные ионы выводятся через канал из газоразрядного объема.
Для получения электронного луча газовый разряд не используется. Источником электронного луча служит так называемая электронная пушка—приспособление, использующее явление термоэлектронной эмиссии (подробнее см. стр. 467). Как известно, раскаленные металлы могут служить источником электронов. Так, 
поверхности вольфрама, нагретого до 
дает в 1 с число электронов, соответствующее току силой в 1 А.
Рис. 192.
Схема электронной пушки показана на рис. 192. На электроды подается напряжение, ускоряющее электроны. Катодом служит накаливаемая током вольфрамовая нить 1. Анод 2 имеет форму стакана с круглым отверстием в дне. Электроны выходят из этого отверстия в виде пучка, расходимость и ширина которого определяются отверстием. Фокусировка электронного пучка (фокусирующий электрод 3) позволяет получать сильные и тонкие пучки электронов (см. § 169).
Проблема получения максимального по интенсивности электронного пучка при данной затрате энергии имеет большое техническое значение.
Чтобы использовать все электроны, испускаемые нитью, необходимо, прежде всего, ускорять электроны достаточно высоким напряжением. Нить испускает определенное число электронов в единицу времени. Все эти электроны должны оттягиваться от нити. Если напряжение мало, то около нити образуется электронное облако, которое будет препятствовать эмиссии. По мере увеличения напряжения облако постепенно рассасывается и термоэлектронный ток растет. Наконец, мы доходим до напряжения, при котором электронное облако не образуется. Дальнейшее увеличение напряжения уже не приведет к нарастанию термоэлектронного тока — мы достигли тока насыщения. При этом условии и должна работать электронная пушка. Итак, достаточное напряжение обеспечит отвод от нити всех ее электронов.
Далее перед техникой встает задача увеличить выход электронов нити. Вольфрамовые катоды во много раз перекрыты в отношении эмиссионных свойств торированными и оксидными катодами. Торированный катод — это вольфрамовая проволочка, покрытая тончайшей пленкой металлического тория. Тот ток, который чистый вольфрам дает при 2400 °С, торированный вольфрам дает при 1500 °С. Оксидный катод состоит из металлической подложки, на которую нанесен слой окислов щелочноземельных металлов. Этот катод уже при 900 °С дает ток, получаемый от вольфрама при 2400°С.
В современных электронных приборах оксидный катод применяется с косвенным подогревом: катод изготовляется в виде трубочки, внутрь которой вставляется вольфрамовая спираль, разогреваемая током.
